气象学与气候学.pdf

气象学与气候学

气候系统主要过程：

辐射过程:太阳辐射经过大气吸收、散射、反射等衰减过程，到达地表，被地

面所反射吸收;地面放出长波辐射，使得地面接收的辐射能量与地面大气之间

的热量交换保持平衡，地表温度多年保持恒定。

云过程:云通过对太阳辐射的反射、吸收、散射作用，影响地面接收的太阳辐

射地面放出的长波辐射;云的动力过程直接影响到短期的降水。

陆面过程:包括地气系统的动量过程动（量摩擦输送）、能量过程热（量输送）、

物质过程水（气气溶胶输送）。

海洋物理过程:海气之间的热力动力作用质（量能量交换）、海洋内部的变

化过程深（层温盐环流）。

冰雪过程:季节性冰雪存在强烈的正反馈效应，即冰雪反射率增大，地表热量

获取减少，促使冰雪覆盖维持发展。

气溶胶过程:大气中的气溶胶，对到达地面的太阳辐射有减弱作用。

C02过程:温室效应

气候子系统的特征：

1（）大气圈

1）组成:干洁空气、水汽、固态液态微粒气（溶胶粒子）

2）水平尺度与垂直尺度：106m/104m

3）动力、热力性质：

热惯性最小:其热力响应时间约为1个月

输送作用强:热量、水汽、动量、气溶胶、0）2、03等

动力作用活跃:水平运动垂直对流，形成各种天气现象

温室效应:大气中的温室气体对太阳辐射的吸收很少，但却能强烈地吸收地面

辐射，同时又向地面放射长波辐射，补偿地面因放射辐射而战失的能量，使地面气

温升高的效应。

气溶胶效应:的阳伞气溶胶对太阳辐射的散射吸收，使到达地面的太阳辐射

减弱，引起地面气温的下降，其效应类似于阳伞效果，故称为阳伞效应。

2（）水圈

1）组成:海洋、河流、湖泊、地下水地表上的一切液态水

海洋

总面积:地球表面的70.8%

温度结构

混合层表（层约50-100m）

斜温层跃（温层，温度梯度大）

深温层等（温层，500-1000m以下）

盐度结构

表层约500m以内变化较大，因纬度而异;深层趋于均匀动力、热力性质：反射

率小、热容量大、流速小，动力、热力惯性大气（候系统的能量库，气候系统总热

量的95.6%）

变化的时间尺度:几个月、几年上（层海洋）

世纪尺度深（层海洋）对气候的影响：1（）对温度的调节作用、水汽源地；2（）海

-气相互作用

3（）岩石圈

构成:地球表层的固体表面，由岩石、土壤沉积物组成。包括高原、平原、

山地、丘陵、

盆地等。

反照率:较海洋大，0.10、0.80之间

热力性质：热容量小，热惯性小

演变时间：105-109年以上

山脉形成：105~108年

大陆漂移：106109年

陆块位置和高度变化：109年以上

气候影响:动力作用、热力作用、物质交换

4)冰雪圈

构成:大陆冰原、高L冰川、海冰和地面雪盖，包括格陵兰、南极、大陆冰

川、冻土等

热力性质：反射率大

变化时间尺度

陆地雪盖:季节〜年际变化

海冰：季节〜几十年际变化

大陆冰原和高山冰川：几百年〜几百万年

作用：淡水的重要来源;高反照率对气候有重要影响

5)生物圈

构成:陆地和海洋中的植物、空气、海洋和陆地生活的动物，包括人类本身作

用：调节温室气体及其它大气成分CO2、CH4、水分等)植被:影响地表反照率、蒸

发、蒸腾、径流、表面祖糙度、C02平衡等变化时间尺度：10T107年季节千年)

人类活动通过改变地表特性和大气成分对气候产生影响。

气候系统的基本性质：

气候系统的物理属性

气候系统是一个复杂的、高度非线性的开放系统

各个气候子系统间显著的热力学和动力学属性差异

气候系统的反馈性